(57)【要約】【課題】極めて簡単な構造としながら、落下する等の衝撃を受けたときに、重い電池が内蔵部品に衝突して損傷させるのを効果的に防止すると共に、電池の接触不良を有効に阻止する。【解決手段】電気機器は、ケース１と、このケース１に内蔵される電池２と、この電池２の電極に電気接続される接続端子３と、この接続端子３を固定してケース１内に配設される回路基板４とを備える。電気機器は、ケース１に衝撃が作用しない状態で電池２が位置する非衝撃位置の電池２に非押圧状態にあり、かつ、ケース１に衝撃が作用して電池２の位置が変位する衝撃位置にある電池２を、衝撃位置から非衝撃位置の方向に弾性的に押圧する衝撃吸収弾性体５をケース１に内蔵しており、この衝撃吸収弾性体５に衝撃を吸収させている。【選択図】図１
2007323950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース(1)と、このケース(1)に内蔵される電池(2)と、この電池(2)の電極に電気接続される接続端子(3)と、この接続端子(3)を固定してケース(1)内に配設される回路基板(4)とを備える電気機器であって、
ケース(1)内に、ケース(1)に衝撃が作用しない状態で電池(2)が位置する非衝撃位置の電池(2)に非押圧状態にあり、かつ、ケース(1)に衝撃が作用して電池(2)の位置が変位する衝撃位置にある電池(2)を、衝撃位置から非衝撃位置の方向に弾性的に押圧する衝撃吸収弾性体(5)を内蔵しており、この衝撃吸収弾性体(5)に衝撃を吸収させるようにしてなる電気機器。
【請求項２】
衝撃吸収弾性体(5)が弾性変形するバネで、このバネを電池(2)と回路基板(4)との間に配設している請求項１に記載される電気機器。
【請求項３】
衝撃吸収弾性体(5)が第１のバネ(5A)と第２のバネ(5B)を備え、第１のバネ(5A)と第２のバネ(5B)をケース(1)に連結すると共に、第１のバネ(5A)で衝撃位置の電池(2)を弾性的に押圧し、第２のバネ(5B)で衝撃位置の回路基板(4)を弾性的に押圧する請求項１に記載される電気機器。
【請求項４】
第１のバネ(5A)と第２のバネ(5B)がアーチ状弾性材で、アーチ状弾性材の両端部をケース(1)に連結している請求項３に記載される電気機器。
【請求項５】
ケース(1)がプラスチック製で、衝撃吸収弾性体(5)をケース(1)と一体的に成形している請求項１に記載される電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケースに電池を内蔵している電気機器に関し、とくに衝撃による電池の弊害を防止する電気機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池を内蔵する電気機器は、電池の電極に接続端子を電気接続している。電池を内蔵する電気機器は、落下する等の衝撃で電池と接続端子との接続が外れやすい。電池を内蔵する電気機器は、電池を交換しないタイプと、規格電池を交換するタイプとがある。電池を交換しない電気機器は、電池と電気機器に弾性変形できる接続端子であるリード板をスポット溶接などの方法で連結している。この構造の電気機器は、落下する等の衝撃でリード板が電池から外れることがある。衝撃を受けると重い電池がケース内で位置ずれし、リード板に無理な力が作用するからである。
【０００３】
また、電池を交換できるようにケースに収納している電気機器も、落下などの衝撃で接続端子が接触不良を起こすことがある。この電気機器は、電池の電極に電気接続される接点に、板バネやコイルバネ等の接続端子が使用される。接続端子は、電池の寸法誤差を吸収しながら、電池端部の電極に電気接続される。脱着できる電池には規格寸法の電池、たとえば、単一、単二、単三電池が使用されるが、これらの電池は、規格寸法がある。製造工程における誤差があるので、電池を交換する電気機器は、長い電池にも短い電池にも電気接続する必要がある。このことを実現するために、従来の電気機器は、電池のマイナス側にコイルバネなどの接続端子を使用する。接続端子は、長い電池に押し潰され、短い電池には伸張して両方の電池に接触するように設計される。また、ケースの電池収納部も、寸法誤差のある電池、すなわち長い電池と短い電池の両方を収納できる形状に設計される。
【０００４】
この電気機器は、電池を収納する状態で衝撃を受けるとき、接続端子が電池の電極から外れて、接触不良を起こす。電池の接触不良は、たとえば、マイクロプロセッサ等を内蔵する電気機器にあっては誤動作の原因となる。また、衝撃で電池が移動し、移動した電池が内蔵する部品に衝撃を与えて故障の原因となる。
【０００５】
落下などの衝撃による弊害を防止するために、電池の衝撃を吸収できる電気機器が開発されている。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００３−１５１５１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載される電気機器は、ケース内に電池ケースを内蔵し、この電池ケースをコイルバネを介してケースに収納する。この電気機器はコイルバネを介して電池ケースをフローティング状態にケースに収納する。この電気機器は構造が複雑になる。また、電池ケースの外側に、衝撃で電池ケースが移動する隙間を設けるので、ケースの外形が大きくなる欠点もある。また、この電気機器は、衝撃を受けたときに重い電池がケースや回路基板に衝突して損傷するのを防止できるが、接続端子と電池の接触不良を効果的には解消できない。それは、衝撃で電池ケースが振動すると、電池が電池ケース内で振動して接続端子から外れるからである。
【０００７】
本発明は、さらに以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、極めて簡単な構造としながら、落下する等の衝撃を受けたときに重い電池が内蔵部品に衝突して損傷させるのを効果的に防止でき、また、電池の接触不良も有効に阻止できる電気機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電気機器は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
電気機器は、ケース１と、このケース１に内蔵される電池２と、この電池２の電極に電気接続される接続端子３と、この接続端子３を固定してケース１内に配設される回路基板４とを備える。電気機器は、ケース１に衝撃が作用しない状態で電池２が位置する非衝撃位置の電池２に非押圧状態にあり、かつ、ケース１に衝撃が作用して電池２の位置が変位する衝撃位置にある電池２を、衝撃位置から非衝撃位置の方向に弾性的に押圧する衝撃吸収弾性体５をケース１に内蔵しており、この衝撃吸収弾性体５に衝撃を吸収させている。
【０００９】
本発明の電気機器は、衝撃吸収弾性体５を弾性変形するバネとして、このバネを電池２と回路基板４との間に配設することができる。
【００１０】
本発明の電気機器は、衝撃吸収弾性体５が第１のバネ５Ａと第２のバネ５Ｂを備え、第１のバネ５Ａと第２のバネ５Ｂをケース１に連結すると共に、第１のバネ５Ａで衝撃位置の電池２を弾性的に押圧し、第２のバネ５Ｂで衝撃位置の回路基板４を弾性的に押圧することができる。さらに、本発明の電気機器は、第１のバネ５Ａと第２のバネ５Ｂをアーチ状弾性材として、アーチ状弾性材の両端部をケース１に連結することができる。
【００１１】
本発明の電気機器は、ケース１をプラスチック製として、衝撃吸収弾性体５をケース１と一体的に成形することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の電気機器は、極めて簡単な構造で、落下等の衝撃で、重い電池が内蔵部品に衝突して損傷するのを効果的に防止できる特長がある。それは、本発明の電気機器が、電池の衝撃を吸収する衝撃吸収弾性体をケース内に設けると共に、この衝撃吸収弾性体が、非衝撃位置の電池には非押圧状態であるが、衝撃位置に移動する電池には、衝撃位置から非衝撃位置の方向に弾性的に押圧するからである。この構造の衝撃吸収弾性体は、衝撃を受けて電池がケース内で移動すると電池に直接に接触して電池の衝撃を吸収する。すなわち、衝撃吸収弾性体が直接に電池の衝撃を吸収することから、電池ケースをコイルバネでフローティングする従来の電気機器に比較して構造を簡単にしてケースの外形をコンパクトにできる。また、衝撃吸収弾性体が直接に電池に接触して衝撃を吸収することから、衝撃吸収弾性体でもって衝撃のエネルギーを効果的に吸収できる。
【００１３】
また、本発明の電気機器が備える衝撃吸収弾性体は、衝撃のない状態では電池を押圧しないので、この状態で電池に接触させる必要がない。このため、衝撃吸収弾性体が電池と接続端子との相対位置を変化させることがない。したがって、衝撃吸収弾性体がしっかりと電池の移動を阻止できる強度に設計でき、衝撃吸収弾性体でもって電池に作用する強い衝撃も吸収できる構造にできる。このため、落下などの衝撃を受けたときに、電池に連結されるリード板などに無理な力が作用せず、衝撃でリード板が外れる等の弊害を防止できる。また、電池に接続端子を押圧している電気機器にあっては、接続端子が電池の電極から外れるのを有効に阻止できる。
【００１４】
電気機器は、電池と回路基板の間に、たとえばクッション材などを配設して、電池の衝撃を吸収することもできる。ただ、クッション材は常に電池と回路基板を押圧するので、電池と接続端子との接触状態に影響を与える。とくに、クッション材が強く電池を押圧するほど、接続端子が電池の電極を押圧する接点圧力が低下して、接触不良を起こしやすくなる。この欠点を解消するために、クッション材を柔軟にして、電池の押圧力を弱くする必要がある。ただ、柔らかいクッション材は、電池の衝撃で押し潰されて、衝撃のエネルギーを効率よく吸収できない。
【００１５】
本発明の電気機器は、衝撃を受けない電池を押圧しない独特の構造として、この弊害を解消する。電池を押圧しない衝撃吸収弾性体は、電池の位置を変化させない。このため、衝撃吸収弾性体が電池と接続端子との連結状態や接触状態に接続端子影響を与えない。リード板などは無理な力が作用しないで、電池に連結され、また接続端子は常に安定して電池の電極を押圧するので、衝撃による接触不良を防止できる。衝撃を受けたときに、衝撃吸収弾性体が電池を押圧する。このときに、衝撃吸収弾性体が電池を押圧する方向は、電池の非衝撃位置から衝撃位置の方向、すなわち、衝撃位置で移動した電池を、衝撃を受けない正常な位置に向かって移動させる。このため、接続端子と電池との相対的な位置ずれを阻止し、リード板に無理な力が作用せず、また電極に押圧される接続端子を電池の電極に安定に接触して接触不良を解消する。
【００１６】
さらに、本発明の請求項３の電気機器は、衝撃吸収弾性体として、第１のバネと第２のバネを設け、第１のバネと第２のバネをケースに連結すると共に、第１のバネで衝撃位置の電池を弾性的に押圧し、第２のバネで衝撃位置の回路基板を弾性的に押圧する。この構造の電気機器は、衝撃を受けたときに、電池と回路基板の衝撃のエネルギーを別々に吸収する。このため、電池と接続端子とが安定して接続されて、接触不良をより確実に阻止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための電気機器を例示するものであって、本発明は電気機器を以下のものに特定しない。
【００１８】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１９】
図１と図２に示す電気機器はパック電池で、ケース１と、このケース１に内蔵される電池２と、この電池２の電極に電気接続される接続端子３と、この接続端子３を固定してケース１内に配設される回路基板４とを備える。回路基板４は、ケース１の定位置にネジ止めして固定され、あるいは嵌着構造や係止構造でケースの定位置に固定される。
【００２０】
図は電気機器の電池収納部６のみを示している。電気機器は、図に示す電池収納部６を備え、その他の形状や構造は各々の用途により決定される。ただ、電気機器は、パック電池に限定せず、たとえば、電動工具や携帯機器、あるいはコンピュータの関連機器等の電池を電源に使用する機器とすることもできる。また、電気機器は、電池を交換自在に内蔵し、あるいは交換できない状態で内蔵する。
【００２１】
図１は、電池２を交換できない状態でケース１に内蔵する電気機器を示している。この電気機器は、電池２のプラス側の電極２Ａとマイナス側の電極２Ｂに、接続端子９、３としてリード板をスポット溶接等の方法で連結している。電池２のマイナス側の電極２Ｂに接続されるリード板である接続端子３は、他端を回路基板４に固定している。電池２は、リード板を介して回路基板４に接続されて、電池２から回路基板４に電力を供給し、また回路基板４から電池２に電力を供給して電池２を充電する。
【００２２】
また、図２の電気機器は、交換できる電池である単一、単二、単三タイプの電池２を脱着できるように収納する電池収納部６をケース１に設けている。電池収納部６の電池２は、マイナス側の電極２Ｂに弾性変形できる接続端子３を接続し、プラス側の電極２Ａには金属板からなる接続端子９を接続する。マイナス側の電極２Ｂに接続される接続端子３は他端を回路基板４に固定している。この接続端子３は、一端を回路基板４に固定して、電池２のマイナス側の電極２Ｂを弾性的に押圧する。
【００２３】
これらの図の電気機器は、ケース１内に、落下などの衝撃を吸収する衝撃吸収弾性体５を設けている。衝撃吸収弾性体５は、ケース１が落下する等の衝撃を受けるときに、電池２に作用する衝撃のエネルギーを吸収して、衝撃で電池２が位置ずれするのを抑制する。衝撃吸収弾性体５は、衝撃が加えられない状態、すなわち通常の使用状態で、内蔵している電池２を押圧しない。衝撃吸収弾性体５が電池２を押圧して位置がずれると、電池２と接続端子３との相対位置がずれて、両者の接続状態に影響を与えるからである。ケース１に衝撃が作用しない状態で、電池２は非衝撃位置にある。衝撃吸収弾性体５は、この非衝撃位置にある電池２に非押圧状態にある。非押圧状態とは、衝撃吸収弾性体５が電池２を押圧して位置をずらせることがない状態である。したがって、本明細書において、衝撃吸収弾性体が電池に対して「非押圧状態」にあるとは、衝撃吸収弾性体が電池を押圧して位置をずらさない状態を意味する。したがって、本明細書において、「非押圧状態」とは、衝撃吸収弾性体が電池に接触しても、電池の位置を実質的に変化させない状態を含む意味に使用する。
【００２４】
さらに、衝撃吸収弾性体５は、ケース１に衝撃が加えられるときは、電池２に接触して、電池２に作用する衝撃のエネルギーを吸収する。したがって、衝撃吸収弾性体５は、ケース１に衝撃が作用して電池２の位置が衝撃位置に変位すると、衝撃位置にある電池２には接触する。すなわち、電池２が衝撃位置に移動すると、衝撃吸収弾性体５は、衝撃位置から非衝撃位置の方向に弾性的に電池２を押圧する。衝撃を受けて位置ずれした電池２が、衝撃吸収弾性体５によって、衝撃位置から非衝撃位置の方向に弾性的に押圧されると、電池２は位置ずれする変位量が少なくなる。衝撃吸収弾性体５が、衝撃を受ける状態での、電池２の位置ずれを少なくして、電池２と接続端子３との相対位置のずれは少なくなる。したがって、電池２と接続端子３とは正常な接続状態に保持される。
【００２５】
図１の衝撃吸収弾性体５は、弾性変形するバネである。このバネの衝撃吸収弾性体５は、接続端子３を連結している回路基板４と電池２との間に配設している。さらに、図の衝撃吸収弾性体５は、第１のバネ５Ａと第２のバネ５Ｂを備える。第１のバネ５Ａと第２のバネ５Ｂは、弾性変形できる板材をアーチ状に湾曲しているアーチ状弾性材である。アーチ状弾性材は、たとえば弾性変形できる硬質のプラスチック板や金属板で製作される。このアーチ状弾性材は、その両端をケース１に連結している。図のアーチ状弾性材は、ケース１に設けた挟着部７で両端部を挟んで連結している。
【００２６】
第１のバネ５Ａは、アーチの中央部を、電池２のマイナス側の電極２Ｂに接触しないが接近する位置として、電池２が衝撃位置に移動する状態でマイナス側の電極２Ｂを弾性的に押圧する。第２のバネ５Ｂは、アーチ状の中央部を回路基板４に接触しないが接近する位置として、衝撃を受けて回路基板４が移動する状態、すなわち衝撃位置に変位する回路基板４を弾性的に押圧する。
【００２７】
第１のバネ５Ａと第２のバネ５Ｂは、図３の斜視図に示すように、互いに切欠部８を設け、切欠部８に他のバネを入れて、交差するように連結している。切欠部８は、ここに入れた他のバネを移動できるように、バネの厚さに比べて幅を十分に広くしている。この衝撃吸収弾性体５は、ケース１とは別のパーツとして製作され、組み立て時に、ケース１の定位置にセットされる。
【００２８】
図４の電気機器は、プラスチック製のケース１と一体的に成形して衝撃吸収弾性体５を設けている。この衝撃吸収弾性体５は、弾性変形できるプラスチック、たとえば硬質プラスチックでケース１を成形し、ケース１から内側に突出するように衝撃吸収弾性体５を設けている。この衝撃吸収弾性体５は、電池２に接近する第１の弾性アーム５Ｃと、回路基板４に接近する第２の弾性アーム５Ｄとをケース１に一体的に成形している。第１の弾性アーム５Ｃは、その先端部を、電池２のマイナス側Ｂの電極に接触しないが接近する位置に配置させ、電池２が衝撃位置に移動する状態ではマイナス側の電極２Ｂを弾性的に押圧する。第２の弾性アーム５Ｄは、その先端部を回路基板４に接触しないが接近する位置として、衝撃を受けて回路基板４が移動する状態、すなわち衝撃位置に変位する回路基板４を弾性的に押圧する。
【００２９】
図４に示すように、衝撃吸収弾性体５をケース１に一体的に成形する構造は、衝撃吸収弾性体５のあるケース１を安価に多量生産できる。
【００３０】
以上の実施例の電気機器は、電池２と回路基板４の非衝撃位置に接近し、かつ衝撃位置に移動する電池２と回路基板４を弾性的に押圧する衝撃吸収弾性体５を設けている。この構造の電気機器は、電池２と回路基板４の両方の衝撃を衝撃吸収弾性体５で吸収しながら、電池２と回路基板４の両方が衝撃で位置ずれするのを防止できる。このため、この電気機器は、電池２のみでなく、回路基板４の位置ずれも防止できるので、電池２と回路基板４の相対位置のずれを有効に阻止できる。回路基板４と電池２の相対位置のずれを阻止できる電気機器は、回路基板４に連結している接続端子３と電池２との相対位置のずれを阻止できる。このため、衝撃を受けた状態で、接続端子３のリード板が電池２から外れることがなく、また電池２に押圧される接続端子３が電池２の電極から離れて接触不良となることをより確実に阻止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施例にかかる電気機器の電池収納部を示す概略断面図である。
【図２】本発明の他の実施例にかかる電気機器の電池収納部を示す概略断面図である。
【図３】図１に示す電気機器の衝撃吸収弾性体の斜視図である。
【図４】本発明の他の実施例にかかる電気機器の電池収納部を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…ケース
２…電池                    ２Ａ…プラス側の電極
２Ｂ…マイナス側の電極
３…接続端子
４…回路基板
５…衝撃吸収弾性体          ５Ａ…第１のバネ
５Ｂ…第２のバネ
５Ｃ…第１の弾性アーム
５Ｄ…第２の弾性アーム
６…電池収納部
７…挟着部
８…切欠部
９…接続端子
【図１】
2007323950.tif 000003
【図２】
2007323950.tif 000004
【図３】
2007323950.tif 000005
【図４】
2007323950.tif 000006